Anomalous diffusion of plasma particles in electrostatic turbulence and systems of magnetic islands.
Project goals
It is generally accepted that the low frequency turbulence in tokamaks causes of a diffusion of particles. Recently, we have proposed a new simple model of diffusion, based on ExB diffusion of particles in a spatially periodical stationary potential field. We found two regimes of an anomalous diffusion: random-walk and Lévy-walk type and generatation of a radial electric field. The project supposes to generalize the mentioned approach for the case of potentials with limited spatial and temporal correlations given analytically and experimentally and wishes to show whether the found phenomena will survive in the generalized model. We shall estimate the difference between the usually used drift approximation and the full description, which includes the cyclotron motion. We will also investigate the anomalous diffusion of particles due to their interaction with magnetic islands. The project covers establishing of the analytical backgrounds and numerical codes for the mentioned mechanisms.
Keywords
anomalous ion diffusiontokamak edge plasma turbulencelow frequency potentialdiffusion of random walk and levy walk typegeneration of radila electric fieldselfconsistent PIC method
Public support
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
Programme
Grants of distinctly investigative character focused on the sphere of research pursued at present particularly in the Academy of Sciences of the Czech Republic
Call for proposals
Výzkumné granty 2 (SAV02002-AB)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská
Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i.Contest type
VS - Public tender
Contract ID
—
Alternative language
Project name in Czech
Anomální difúze částic plazmatu v elektrostatické turbulenci a systémech s magnetickými ostrovy
Annotation in Czech
Je obecně přijato, že nízkofrekvenční turbulence na okraji plazmatu vyvolává anomální difúzi částic z tokamaku. V našich pracích jsme navrhli nový jednoduchý model difúze. založený na ExB difúzi částic v prostorově periodickém a stacionárním potenciálnímpoli. Nalezli jsme dva režimy anomální difúze typu radom-walk a lévy-walk. Anomální difúze generovala radiální elektrické pole. Projekt předpokládá zobecnění výsledků na potenciální pole s konečnou prostorovou a časovou korelací, daného analyticky a experimentálně a chce ukázat, zdali v tomto obecnějším modelu přetrvávají jevy, zjištěné v jednoduchém modelu. Chceme ohodnotit rozdíl mezi obvykle používaným driftovým přiblížením a úplným popisem dynamiky se zahrnutím cyklotronového pohybu. Protože anomální difúzi částic může způsobit i jejich interakce se systémy magnetických ostrovů, projekt zahrne i tento případ. Projekt předpokládá vytvoření analytických podkladů a numerických kódů pro zmíněné mechanismy.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Numerical solution of the dynamics of plasma particles has shown that in a model of a turbulent plasma potential as well as in the potential, experimentally detected is an anomalous diffusion of carbon ions faster than that the diffusion of electrons.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2002
Realization period - end
Jan 1, 2004
Project status
U - Finished project
Latest support payment
—
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP/2005/AV0/AV05IA/U/N/5:3
Data delivery date
Sep 26, 2007
Finance
Total approved costs
2,060 thou. CZK
Public financial support
1,700 thou. CZK
Other public sources
360 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
2 060 CZK thou.
Public support
1 700 CZK thou.
82%
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
CEP
BL - Plasma physics and discharge through gases
Solution period
01. 01. 2002 - 01. 01. 2004